Toll-like receptor 1 (TLR1) กลไกการตรวจจับเชื้อแบคทีเรียของระบบภูมิคุ้มกัน

Toll-like receptor 1 (TLR1) เป็นสมาชิกในตระกูลตัวรับ Toll-like (TLR) ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวรับรู้รูปแบบ (Pattern Recognition Receptors - PRRs) ที่เป็นรากฐานสำคัญของระบบภูมิคุ้มกันแต่กำเนิด (Innate Immune System) โดย TLR1 มีหน้าที่หลักในการตรวจจับลิโพโปรตีนและไกลโคลิพิดของแบคทีเรีย โดยทำงานร่วมกับ TLR2 ในรูปแบบของคอมเพล็กซ์

ในมนุษย์ TLR1 ถูกควบคุมโดยยีน TLR1 ซึ่งตั้งอยู่บนโครโมโซมคู่ที่ 4

หน้าที่ของ TLR1

เมื่อลิแกนด์ (Ligands) เข้ามาจับกับ TLR1 จะกระตุ้นให้เกิดการส่งสัญญาณภายในเซลล์ ซึ่งนำไปสู่การตอบสนองต่อการอักเสบและเริ่มต้นกระบวนการทางภูมิคุ้มกัน

• การทำงานร่วมกับ TLR2: TLR1 ทำงานร่วมกับ TLR2 เพื่อตรวจจับไตรอะซิลลิโพเปปไทด์ (Triacyl Lipoproteins) ของแบคทีเรีย โดยเฉพาะอย่างยิ่งมีการตรวจพบว่า TLR1 สามารถจดจำลิโพโปรตีนที่ผิวชั้นนอกของเชื้อ Borrelia burgdorferi ได้
• การจัดการจุลินทรีย์ในลำไส้: TLR-1 ที่พบในชั้นเซลล์บุผิวของลำไส้เล็กและลำไส้ใหญ่มีบทบาทสำคัญในการจัดการไมโครไบโอตาในลำไส้และการตรวจจับเชื้อก่อโรค

การแสดงออกของ TLR1

TLR1 ถูกสังเคราะห์ขึ้นในเอนโดพลาสมิกเรติคูลัม (Endoplasmic Reticulum) โดยมีโปรตีน PRAT4A ทำหน้าที่เป็นแชปเปอร์อน (Chaperone) ควบคุมการเคลื่อนย้ายจากเอนโดพลาสมิกเรติคูลัมไปยังกอลจิคอมเพล็กซ์ (Golgi Complex) และส่งต่อไปยังเยื่อหุ้มเซลล์

ในผู้ใหญ่ TLR1 จะมีการแสดงออกในระดับสูงที่ไต ปอด และม้าม แต่จะพบในระดับต่ำในสมองและตับของทารกในครรภ์ รวมถึงในเซลล์ไลน์ HeLa

นอกจากนี้ TLR1 ยังพบการแสดงออกในระดับสูงในเซลล์ NK (Natural Killer cells) เมื่อเทียบกับ TLR ชนิดอื่น และยังพบในเซลล์อื่นๆ เช่น เซลล์ T γδ, myeloid-derived suppressor cells, เกล็ดเลือด, เซลล์ T CD4+, ไมโครเกลีย (Microglia), แอสโทรไซต์ (Astrocytes), เซลล์เดนไดรติกที่ยังไม่โตเต็มที่, และเซลล์แมคโครฟาจกับนิวโทรฟิล

โครงสร้างของ TLR1

TLR1 เป็นไกลโคโปรตีนชนิด transmembrane type I ซึ่งประกอบด้วย 3 ส่วนหลัก ได้แก่ โดเมนภายนอกเซลล์ (Extracellular domain), โดเมนทะลุผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ (Transmembrane domain) และโดเมนภายในเซลล์ (Intracellular domain)

โดเมนภายนอกเซลล์ (Extracellular Domain)

ประกอบด้วย Leucine-rich repeat (LRR) ซึ่งทำหน้าที่สำคัญในการจับกับ PAMPs โดยแบ่งออกเป็น 3 ส่วนย่อย คือ ส่วนปลาย N, ส่วนกลาง และส่วนปลาย C ซึ่งส่วนกลางของ TLR1 จะมีความแปรผันสูงและไม่มี asparagine ladders ที่ช่วยสร้างรูปทรงเกือกม้าเหมือน TLR อื่นๆ แต่จะมี alpha helices เพิ่มเติม ซึ่งโครงสร้างที่จำเพาะนี้ทำให้ TLR1 สามารถจับกับลิแกนด์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

โดเมนภายในเซลล์ (Intracellular Domain)

ประกอบด้วย Toll/interleukin-1 receptor (TIR) domain ซึ่งเป็นส่วนที่ใช้ร่วมกับโปรตีนอะแดปเตอร์ต่างๆ ในการส่งสัญญาณภายในเซลล์

การสร้าง Heterodimer

TLR1 จะทำงานโดยการสร้างคอมเพล็กซ์ร่วมกับ TLR2 เรียกว่า TLR2/1 heterodimer ซึ่งจะมีรูปร่างคล้ายตัว "m" เมื่อจับกับลิแกนด์ การจัดเรียงตัวนี้จะทำให้โดเมนภายในเซลล์เข้ามาใกล้กันและกระตุ้นการส่งสัญญาณขั้นต่อไป โดย TLR2/1 จะมีความจำเพาะต่อไตรอะซิลลิโพเปปไทด์ ในขณะที่ TLR2/6 จะจำเพาะต่อไดอะซิลลิโพเปปไทด์